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伊藤单三相同功率发电机的设计

目前,我军军事装备中仪器设备用电单、三相混用的情况较为普遍,普通的单相或三相交流发电机组都不能很好地满足需要,单相机组无法给三相设备提供电源,三相机组单相负载能力较差,而且在三相负载不平衡量较大的情况下,三相电压也极不平衡,严重威胁着用电设备及发电机组的安全使用。为了满足部队这一特殊需要,我们设计了单、三相柴油发电机装配柴油发电机组,满足了部队单、三相混用的要求,并最大限度地抑制了三相电压的不平衡量,使各用电器均能安全可靠使用。下面就已通过技术鉴定的6kW单、三相发电机组各项性能指标的设计作一介绍。

工作原理根据单、三相交流同步发电机的特殊需要,我们采用性能好、结构简单的电抗分流励磁方式。

单、三相交流同步发电机电气原理图发电机定子中嵌有一套主绕组,一套副绕组,主绕组输出三相交流电能和单相交流电能,每相绕组的尾端分别与三相分流电抗器的中间抽头M相联接,首端为输出端,副绕组首端分别与电抗器每相一个端头d,相联接,尾端与三相整流桥相联,电抗器各相绕组另一个端头d2联在一起成为中点并向外同步发电机在空载时,当转速达到额定值时,由于转子中有剩磁,故在副绕组中感应出电压,并向转子励磁绕组提供励磁电流4(电压分量),使磁通增强,如此继续下去,就能使电机自励,很快建立空载电压。负载时,依靠电抗器的负载电流分流,其中一部分电流成为转向励磁绕组的励磁电流//i(电流分量),补偿发电机负载时的去磁及压降作用,使转子励磁电流随负载的变化而自动调节,达到恒定端电压的作用。

单、三相交流同步发电机设计计算和变通交流同步发电机相同,但应该注意的是单、三相参数的协调及性能指标平衡,因此,需要注意如下几点。

由于本电机主要与方舱配套使用,对其体积、重量等指标有较严格的要求,因此电机定子绕组设计必须合理排布,在有限的空间内,使电机出力最大,同时相与相之间的互感系数较小,以减少运行时三相电压不平衡量。最简单直接的方法是将单相、三相绕组均设计成为独立的两套绕组,但这样势必增加电机的体积和重量,运行时操作也比较麻烦,而且无法实现单、三相混用。

理想的办法是在三相发电机基础上,将其中一相设计输出相同功率的单相绕组,让该相承受单相负载,这样既节省了材料,又与实际使用情况相符。